Definiendo Funciones

Creando Funciones

Para arrancar este capítulo, le voy a dar un ejemplo de lo pudiera pero no debiera hacer (así que no lo escriba):

a = 23
b = -23

if a < 0:
    a = -a

if b < 0:
    b = -b

if a == b:
    print "Los valores absolutos de", a,"y",b,"son iguales"
else:
    print "Los valores absolutos de a y b son diferentes"

y la salida del programa es:

Los valores absolutos de 23 y 23 son iguales

Este programa parece un poco repetitivo. (Los programadores odian repetir cosas (Para eso están las computadoras, ¿verdad?)) Afortunadamente, Python permite crear funciones para eliminar duplicación. Aquí está el ejemplo re-escrito:

a = 23
b = -23

def mi_abs(num):
    if num < 0:
        num = -num
    return num

if mi_abs(a) == mi_abs(b):
    print "Los valores absolutos de", a,"y",b,"son iguales"
else:
    print "Los valores absolutos de a y b son diferentes"

y la salida del programa es:

Los valores absolutos de 23 y -23 son iguales

El aspecto clave de este programa es el enunciado def . def (apócope de define) comienza una definición de función. A def le sigue el nombre de la función mi_abs. Luego viene un(seguido de un parámetro num (el valor de num es pasado del programa a la función cuando la función es llamada). Los enunciados después de :son ejecutados cuando usamos la función. Los enunciados continúan hasta que los enunciados sangrados terminan, o hasta que encuentra un return. El enunciado return devuelve un valor al lugar donde la función fue llamada.

Note cómo los valores de a y b no sufren alteración. Por supuesto que podemos usar funcionea para repetir tareas que no devuelven un valor.  Unos ejemplos:

def hola():
    print "Hola"

def area(anchura,altura):
    return anchura*altura

def imprime_bienvenida(nombre):
    print "Bienvenido",nombre
    
hola()
hola()

imprime_bienvenida("Pedro")
ancho = 4
alto = 5
print "anchura =",ancho,"altura =",alto,"area =",area(ancho,alto)

y la salida es:

Hola
Hola
Bienvenido Pedro
anchura = 4 altura = 5 area = 20

Ese ejemplo muestra un poco más de lo que puede hacer con funciones.  Note que puede usar cero argumentos, o dos o más.  Note también que cuando una función no devuelve un valor, el return es opcional.

Variables en funciones

Por supuesto, cuando uno elimina código repetido, con frecuencia hay variables en ese código.  Python resuelve ese problema de un modo especial.  Hasta ahora, todas las variables que hemos visto son variables globales. Las funciones tienen un tipo especial de variable llamada variable local. Estas variables sólo existen mientras la función está en ejecución. Cuando una variable local tiene el mismo nombre que una variable global, la variable local esconde a la variable global. ¿Confundido? Bueno, espero que el siguiente ejemplo (el cual es un poco complicado) aclare las cosas.

var_a = 10
var_b = 15
var_e = 25

def func_a(var_a):
    print "in func_a var_a = ",var_a
    var_b = 100 + var_a
    var_d = 2*var_a
    print "en func_a var_b = ",var_b
    print "en func_a var_d = ",var_d
    print "en func_a var_e = ",var_e
    return var_b + 10

var_c = func_a(var_b)

print "var_a = ",var_a
print "var_b = ",var_b
print "var_c = ",var_c
print "var_d = ",var_d

La salida es:

en func_a var_a =  15
en func_a var_b =  115
en func_a var_d =  30
en func_a var_e =  25
var_a =  10
var_b =  15
var_c =  125
var_d = 
Traceback (innermost last):
  File "separate.py", line 20, in ?
    print "var_d = ",var_d
NameError: var_d

En este ejemplo, las variables var_a, var_b, and var_d son variables locales cuando están dentro de la función func_a. Después de ejecutar el enunciado return var_b + 10  , dejan de existir.  La variable var_a es automáticamente una variable local ya que es un nombre de parámetro. Las variables var_b y var_dson variables locales dado que aparecen a la izquierda de un signo igual en la función en las declaracionesvar_b = 100 + var_a y var_d = 2*var_a .

Como puede ver, una vez que la función termina, las variables locales var_a y var_b que habían escondido las variables globales del mismo nombre desaparecen. Entonces el enunciado print "var_a = ",var_aimprime el valor 10 y no 15 ya que la variable local que escondía la variable global ya no está.

Otra cosa que hay que notar es el NameError que sucede al final. Esto aparece porque la variable var_d ya no existe desde que func_a terminó.  Todas las variables locales son borradas cuando la función sale. Si quiere que la función proporcione algo, tendrá que usar return algo.

Un último punto a notar es que el valor de var_e permanece sin cambiar dentro de func_a ya que no es un parámetro y nunca aparece a la izquierda de un signo igual dentro de func_a.  Cuando una variable global es leída dentro de una función, es la variable global de afuera de la función.

Las funciones permiten variables locales que existen sólo dentro de la función y que pueden ocultar otras variables que están fuera de la función.

Caminata de la función

POR HACER Mover esta sección a un nuevo capítulo, Funciones avanzadas.

Ahora caminaremos a través del siguiente programa:

def mult(a,b):
    if b == 0:
        return 0
    rest = mult(a,b - 1)
    valor = a + rest
    return valor

print "3*2 = ",mult(3,2)

Basicamente este programa crea una función para multiplicar enteros positivos (que es mucho más lenta que la función interconstruida correspondiente de python) y luego demuestra esta función con el uso de la función.

Pregunta: ¿Qué es lo primero que hace el programa?

Respuesta: Lo primero que hace el programa es definir la función mult con los siguientes renglones:

def mult(a,b):
    if b == 0:
        return 0
    rest = mult(a,b - 1)
    valor = a + rest
    return valor

Esto crea una función que toma dos parámetros y devuelve un valor cuando ha terminado.  Esta función puede ser ejecutads después.

Pregunta: ¿Luego qué pasa?

Respuesta: El siguiente renglón después de la función, print "3*2 = ",mult(3,2)es ejecutado.

Pregunta: ¿Y esto que hace?

Respuesta: Imprime 3*2 = y el valor devuelto por mult(3,2)

Pregunta: ¿Y qué devuelve mult(3,2)?

Respuesta: Necesitamos caminar a través de la función mult para descubrirlo.

Pregunta: ¿Luego qué pasa?

Respuesta: La variable a es asignada el valor 3 y la variable b es asignada el valor 2.

Pregunta: ¿Y luego?

Respuesta: La declaración if b == 0: es ejecutada. Ya que el valor de bes igual a 2, esta expresión resulta falsa así que nos saltamos el return 0.

Pregunta: ¿Y luego qué?

Respuesta: El renglón rest = mult(a,b - 1) es ejecutado. Este renglón asigna a la variable local rest el valor de mult(a,b - 1). El valor de a es 3 y el valor de b es 2 así  que la función llamada es mult(3,1)

Pregunta: ¿Entonces cuál es el valor de mult(3,1) ?

Respuesta: Necesitamos ejecutar la función mult con los parámetros 3 y 1.

Pregunta: ¿Luego qué pasa?

Respuesta: Las variables locales en la más reciente llamada de la función son asignadas valores, así que a es 3 y b es ahora 1.  Ya que estas son variables locales, no afectan los valores previos de ay b.

Pregunta: ¿Y luego?

Respuesta: Dado que el valor de b es 1, la expresión evaluada por el if  es falsa, el siguiente renglón ejecutado es rest = mult(a,b - 1).

Pregunta: ¿Y este renglón qué hace?

Respuesta: Este renglón asigna el valor de mult(3,0) a rest.

Pregunta: ¿Cuál es ese valor?

Respuesta: Tendremos que ejecutar la función una vez más para saber. Esta vez a vale 3 y b vale 0.

Pregunta: ¿Luego qué pasa?

Respuesta: El primer renglón en la función es if b == 0: . b vale 0 así que el siguiente renlgón ejecutado es return 0

Pregunta: ¿Y qué hace return 0?

Respuesta: Este renglón devuelve el valor 0 hacia afuera de la función.

Pregunta: ¿Y?

Respuesta: Así que ahora sabemos que mult(3,0) vale 0.  Ahora sabemos lo que hizo rest = mult(a,b - 1) ya que ejecutamos la función mult con los parámetros 3 y 0.  Hemos terminado ejecutando mult(3,0) y estamos de vuelta ejecutando mult(3,1).  La variable rest obtiene el valor 0.

Pregunta: ¿Cuál es el siguiente renglón?

Respuesta: El renglón valor = a + rest es ejecutado a continuación.  En esta ejecución, a=3 y rest=0 así que valor=3.

Pregunta: ¿Luego qué pasa?

Respuesta: El renglón return valor es ejecutado. Esto devuelve 3 desde la función. Esto también sale de ejecutar la función mult(3,1). Después de ejecutar return, regresamos a la ejecución de mult(3,2).

Pregunta: ¿Dónde nos quedamos en mult(3,2)?

Respuesta: Teníamos las variables a=3 y b=2y estábamos examinando el renglón rest = mult(a,b - 1) .

Pregunta: ¿Y ahora qué pasa?

Respuesta: La variable rest es asignada el valor 3. El siguiente renglón value = a + rest le asigna a valor el resultado de 3+3 o 6.

Pregunta: ¿Y luego qué pasa?

Respuesta: Es ejecutado el siguiente renglón, éste devuelve 6 desde la función. Ahora estamos de vuelta ejecutando print "3*2 = ",mult(3,2)el cual puede ahora imprimir el 6.

Pregunta: ¿Qué es lo que ha sucedido globalmente?

Respuesta: Básicamente usamos dos hechos para multiplicar dos números. El primero es que cualquier número multiplicado por 0 es 0 (x * 0 = 0). El segundo es que un número multiplicado por otro es igualal primer número más el primer número multiplicado por el segundo número menos uno (x * y = x + x * (y - 1)).  Así que lo que sucede es que 3*2 es convertido a 3 + 3*1. Luego 3*1 es convertido a 3 + 3*0.  Sabemos que cualquier número por cero es cero entonces3*0 es 0. Luego podemos calcular que 3 + 3*0 es 3 + 0 el cual es 3. Ahora sabemos el valor de 3*1 y podemos calcular que 3 + 3*1 es 3 + 3 el cual es 6.

Así es como funciona esto:

3*2
3 + 3*1
3 + 3 + 3*0
3 + 3 + 0
3 + 3
6

Estas dos secciones fueron escritas recientemente.  Si tiene algún comentario, ha encontrado errores o piensa que necesito más o mejores explicaciones envíeme un correo electrónico.  En el pasado, he logrado hacer que cosas muy simples sean completamente incomprensibles. Si el resto del tutor ha tenido sentido, pero esta sección no lo tiene, probablemente es por un error mío y me gustaría saber.  Gracias.

Ejemplos

factorial.py

#define una funcion que calcula el factorial

def factorial(n):
    if n <= 1:
        return 1
    return n*factorial(n-1)

print "2! = ",factorial(2)
print "3! = ",factorial(3)
print "4! = ",factorial(4)
print "5! = ",factorial(5)

Salida:

2! =  2
3! =  6
4! =  24
5! =  120

temperatura2.py

#convierte temperatura a fahrenheit o celsius

def imprime_opciones():
    print "Opciones:"
    print " 'p' imprime opciones"
    print " 'c' convierte de celsius"
    print " 'f' convierte de fahrenheit"
    print " 'q' termina el programa"

def celsius_a_fahrenheit(c_temp):
    return 9.0/5.0*c_temp+32

def fahrenheit_a_celsius(f_temp):
    return (f_temp - 32.0)*5.0/9.0

seleccion = "p"
while seleccion != "q":
    if seleccion == "c":
        temp = input("Temperatura en Celsius:")
        print "Fahrenheit:",celsius_to_fahrenheit(temp)
    elif seleccion == "f":
        temp = input("Temperatura en Fahrenheit:")
        print "Celsius:",fahrenheit_to_celsius(temp)
    elif seleccion != "q":
        imprime_opciones()
    seleccion = raw_input("opcion:")

Muestra:

> python temperatura2.py
Opciones:
 'p' imprime opciones
 'c' convierte de celsius
 'f' convierte de fahrenheit
 'q' termina el programa
opcion:c
Temperatura en Celsius:30 
Fahrenheit: 86.0
opcion:f
Temperatura en Fahrenheit:60
Celsius: 15.5555555556
opcion:q

area2.py

#By Amos Satterlee
#traducido por Victor M. Rosas-Garcia
print
def hola():
    print 'Hola!'

def area(anchura,altura):
    return anchura*altura

def imprime_bienvenido(nombre):
    print 'Bienvenido,',nombre

name = raw_input('Su nombre: ')
hola(),
imprime_bienvenido(nombre)
print
print 'Para hallar el area de un rectangulo,'
print 'Escriba la anchura y la altura abajo.'
print
an = input('Anchura:  ')
while an <= 0:
    print 'Debe ser un número positivo'
    an = input('Anchura:  ')
al = input('altura: ')
while al <= 0:
    print 'Debe ser un número positivo'
    al = input('Altura: ')
print 'Anchura =',an,' Altura =',al,' entonces el Area =',area(al,an)

Muestra:

Su nombre: Josh
Hola!
Bienvenido, Josh

Para hallar el area de un rectangulo,
Escriba la anchura y la altura abajo.

Anchura:  -4
Debe ser un número positivo
Anchura:  4
Altura: 3
Anchura = 4  Altura = 3  entonces el Area = 12

Ejercicios

Vuelva a escribir el programa area.py de la sección 3.2para tener funciones separadas para el área de un cuadrado, el área de un rectángulo y el área de un círculo. (3.14 * radio**2). Este programa debería incluir una interfase de menú.

Traducido por Victor M. Rosas-Garcia [email protected]